Jana Nguyenová

Gymnázium Matyáše Lercha, Brno

Jana Nguyenová

Mechanismy umožňující nádorovým buňkám přežít extrémní metabolický stres

Rakovina patří bezesporu k nejobávanějším novodobým civilizačním chorobám. Ačkoliv mohou být příčiny genetických mutací i typy nádorů různé, jedno mají společné: pozměňují svůj metabolismus, aby uspokojily nároky na rychlý buněčný růst a proliferaci. Úkolem vědců je pak identifikovat tyto rozdíly mezi zdravou buňkou a nádorovou buňkou a hledat způsoby, jak by šlo zničit nádorové buňky tím, že by se jim zastavil přísun živin, takže by „umřely hladem“. Já jsem se při své práci zaměřila na odolnost buněk maligního melanomu (zhoubný nádor kůže) vůči extrémnímu metabolickému stresu. Metabolický stres je stav, kdy buňky mají nedostatek kyslíku, živin a dalších podnětů potřebných pro růst. U většiny pacientů s maligním melanomem se pár měsíců po zahájení léčby projevuje získaná rezistence. Dosud ale není jasné proč a mně se podařilo objasnit některé mechanismy umožňující buňkám vyrovnat se se stresem.

Při své práci jsem buňky postupně stresovala tím, že jsem jim zamezila přístup k živinám. Zajímavým výsledkem bylo, že se dokázaly vyrovnat s extrémním metabolickým stresem, kdy neměly přístup k žádným živinám. Buňky melanomu paradoxně přežívaly i tehdy, když jsem jim zablokovala současně oxidativní fosforylaci a glykolýzu, dvě z hlavních drah energetického metabolismu. Při inhibici pouze oxidativní fosforylace naopak výrazně umíraly. Mně se podařilo odhalit, že jim k přežití pomohla aktivace enzymu - kinázy AMPK. Také jsem zjistila, že buňky při nedostatku glukózy jakožto hlavního zdroje energie, využívají aminokyselinu glutamin jako náhradní zdroj uhlíku. Tato zjištění tak mohou posloužit k vývoji nových protinádorových léčiv, neboť buňky „vyhladovělé“ glutaminem i glukózou by mohly být náchylnější ke smrti. Dále se mi podařilo objasnit, že buňky melanomu s narušenou funkcí mitochondrií a kinázy PIKfyve snižují produkci reaktivních kyslíkových radikálů, což jim umožňuje přežít oxidativní stres.

Takové mechanismy, které nádorové buňky aktivují při metabolickém stresu, by mohly vysvětlovat rezistenci maligního melanomu vůči většině nyní využívaných terapeutik. Výsledky mé práce tak ukazují, že cílit na metabolismus buněk maligního melanomu nebude tak jednoduché, jak se zdá. Je však nutné hledat další rozdíly mezi metabolismem zdravých buněk a přeprogramovaným metabolismem rakovinných buněk, abychom mohli v budoucnu vyvíjet co nejefektivnější cílenou léčbu. Změny v metabolismu rakovinné buňky tak znamenají nejen cestu k jejímu přežití, ale mohou posloužit i jako mocný nástroj v rukou lékařů a vědců k její destrukci.

Zpět na přehled vítězů

Hlavičkiáda
Na tomto webu používáme soubory cookies, abychom mohli zajistit jeho plnou funkčnost, analyzovat návštěvnost a případně přizpůsobit vhodně obsah a reklamu konkrétním uživatelům. Veškeré takto získané informace zpracováváme v souladu s dokumentem Prohlášení o ochraně osobních údajů.